总质量为M的列车,沿水平直轨道匀速前进,其质量为m的末节拖车于途中脱离,司机发现时已驶过路程L,于是立即关闭油门,设阻力与车重成正比,机车的牵引力恒定不变,则当两部分列车完全停止后,它们间的距离是________.
网友回答
解析分析:分别对车头脱钩后的全过程,以及车尾运动的全过程运用动能定理,抓住车头和车尾运动位移之差等于两者相距的距离,求出最终两者的距离.
解答:列车在脱钩前做匀速运动,其牵引力为F=kmg(k为比例系数),脱钩后,尾部车厢在阻力作用下做匀减速运动,前部车厢在关闭油门前做加速运动,在关闭油门后做减速运动,依据题意,可作出如图2所示的运动示意图.
对车头脱钩后的全过程应用动能定理,有:
对车尾,根据动能定理有:
而△s=s2-s1
由于列车脱钩前匀速行驶,有F=kMg
联立以上方程可解得
故